Metodología para el uso de captadores de rocío. Una ...
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1. Laura Daniela Acosta Cubides. Email: [email protected]
2. Solangel Herrera Quintero. Email: [email protected]
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Resumen
Debido a la preocupación por el desabastecimiento de agua dulce en el mundo, especialmente en las zonas áridas y
semiáridas del planeta, en donde la principal a fectada es la comunidad, se busca un proyecto que permita un acercamiento a captadores de rocío en el Municipio de Maicao, La Guaj ira.
Los cuales son una alternativa no convencional que consiste en la captación de humedad, específicamente del f enómeno
del rocío. El proyecto se desarrolló inicialmente un diagnóstico inicial para determinar la situación actual del recurso hídrico en Maicao, llegando a la conclusión de que el
municipio presenta escasez de agua. Por otra parte se analizaron las alternativas estudiadas y aplicadas alrededor del mundo para determinar cuales son los factores críticos a tener
en cuenta para realizar un condensado. De igua l m anera se estudiaron los impactos sociales, ambientales y económicos
que el proyecto trae al municipio, basados principalmente en la agenda 2030, enfocados en la comunidad. Por u lt im o se planteó la metodología que permita desarrollar los captadores
en Maicao, teniendo como base los estudios y análisis previamente realizados, en primer lugar, se estableció las características del terreno, seguido de la selección de
proveedores y materiales y por último, se realizó un m odelo para facilitar la ubicación de los captadores.
Abstract Due to the concern about the shortage of f resh wa ter in the
world, especially in arid and semi-arid areas of the planet, where the main concern is the community, a project is being sought that allows an approach to dew collectors in the
Municipality of Maicao , La Guajira. Which are an unconventional alternative that consists of capturing humidity,
specifically the phenomenon of dew. The project developed an initial diagnosis to determine the current situation of the water
resource in Maicao, reaching the conclusion that the
municipality has a shortage of water. On the other hand , the alternatives studied and applied around the world were analyzed to determine which are the critical f acto rs to take
into account to carry out a condensate. In the same way, the social, environmental and economic impacts that the p ro ject
brings to the municipality were studied, based mainly on the 2030 agenda, focused on the community. Finally, the methodology that will allow the development of the collectors
in Maicao was proposed, based on the studies and analyzes previously carried out, firstly, the characteristics o f the la nd were established, followed by the selection of suppliers a nd
materials and finally, a model to facilitate the location o f the collectors.
I. INTRODUCCIÓN
n los últimos años ha incrementado la preocupación por el cambio climático, es por esto que se han realizado
diversos estudios que permitan determinar los principales factores que afectan este fenómeno y las consecuencias que el mismo puede conllevar en caso de no tomar medidas
correspondientes para frenar los efectos e implicaciones que se generan para la comunidad y su entorno.
Uno de los pilares de dichas investigaciones está basado en el agua, cabe recalcar que el recurso hídrico es fundamental para el sostenimiento y reproducción de la vida, es por esto por lo
que en los últimos años ha crecido el interés por el abastecimiento y distribución de agua dulce en el mundo, máxime cuando esta representa el 2.5% en el planeta. Por esto
es necesario analizar alternativas, especialmente en las zonas de principal afectación como lo son las áridas semiáridas del
planeta; esto se debe a las características que presentan dichas regiones como la humedad alta, pocos vientos, sequias frecuentes, altas temperaturas, bajas p recipitaciones, en tre
otros. Debido a esto se ha estado en la búsqueda constante de alternativas para la recolección y captación de agua, d ichas
herramientas se han desarrollado a lo largo de la h isto ria de acuerdo con el ciclo de vida del agua, en donde el agua
Metodología para el uso de captadores de rocío.
Una aproximación a una solución sostenible para el recurso hídrico en Maicao, La Guajira.
Methodology for the use of dew collectors. An approach to a sustainable solution for water resources in Maicao, La Guajira
Laura Daniela Acosta Cubides, estudiante de ingeniería industrial. Solangel Herrera Quintero,
estudiante de ingeniería industrial
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2. Solangel Herrera Quintero. Email: [email protected]
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captada es tratada para el consumo. Existen diversos métodos para la captación del agua dentro de los cuales se encuentran
las plantas residuales, las cuales funcionan por m edio de los alcantarillados las cuales son llevadas a la planta y tratada para salir potabilizada, este medio requiere de gran inversión e
infraestructura para su funcionamiento. Otro m étodo usado comúnmente son las plantas desalinizadoras las cuales
potabilizan el recurso hídrico del mar la cual se realiza por medio de dos procesos, destilación y osmosis inversa siendo la primera la preferida, pero requiere de gran presupuesto, apoyo
de entes gubernamentales e infraestructura rodeada de alcantarillado. Existen de igual manera procesos no convencionales como lo es la captación de agua sub terránea
que recoge el recurso hídrico de pozos, aljibes y manantiales sin embargo esta agua es limitada y se ha presentado
ilegalidad en su recolección. En algunos lugares se ha op tado por la recolección de agua lluvia para uso en las act ividades diarias y, por último, se ha estudiado la recolección de
humedad por medio de la niebla o el rocío en zonas de d ifícil acceso. De igual manera en Colombia el agua esta decretado como un
derecho fundamental en la constitución política de 1991, desempeñando un papel vital en diversas actividades
económicas como la agricultura, industriales, ganadería, recreación, entre otras. Pese a esto las cif ras de la encuesta nacional de calidad de vida del DANE para el año 2016 indica
que cerca de 3.9 millones de personas no cuentan con un
adecuado sistema de alcantarillado, en este sentido se concluyó que solo el 23% de los municipios del país recibe
agua apta para el consumo, en caso de no tomar acciones que frenen la situación se determinó que para el año 2025 el 69% de la población puede estar en riesgo de desabastecimiento en
condiciones hidrológicas secas. [1] Basado en lo anterior, se seleccionó el municipio de Maicao
ubicado en el departamento de la Guajira, Colombia. La selección se realizó por las características climatológicas de la zona junto con el abastecimiento y distribución del a gua , de
acuerdo con un estudio realizado por el IDEAM se estableció que el municipio presenta vulnerabilidad por el agua muy alta basado en la demanda y oferta anual. [2 ]. Com o se puede
observar en la figura 1, la zona de estudio presenta características de zonas áridas como su precipitación mensual
baja y su temperatura media alta , junto con información socioeconómica que ha prevalecido en los ú lt im os a ños en donde se muestra la vulnerabilidad de la comunidad en la
región, sus problemáticas se ven desde la corrupción que presenta esta zona, la desnutrición infantil, problemas sociales con las comunidades indígenas y se puede observar que una
problemática que es transversal a todas estas es la captación y distribución del agua.
Fig. 1. Mapas de las condiciones climatológicas características de la zona
Por lo anterior se analizan las opciones para determinar cuál es la mejor alternativa para Maicao, se tiene en cuenta sus
características llegando a la conclusión de estudiar un método no convencional el cual requiera de una inversión baja. Es por esto por lo que, el estudio está orientado a los ca ptadores de
rocío. Para esto es necesario recordar la literatura que habla de dos
fenómenos presentados en la humedad del aire: la nieb la y el rocío, en donde este último es un fenómeno físico y meteorológico que se produce cuando el aire alcanza el pun to
de saturación, es decir, cuando se supera la capacidad máxima para contener vapor de agua, por lo tanto, se empiezan a formar gotas que se depositan en las superficies de la
naturaleza. Es característico en las noches con vientos húmedos en zonas áridas debido a los cielos despejados.
Los captadores de rocío están enfocados principalmente en las zonas áridas en donde el agua dulce escasea. Es por esto que se han estudiado diferentes prototipos para la captación d e
humedad, uno de ellos es un modelo basado en la captación de las superficies de los automóviles, este fenómeno se presenta en el amanecer, principalmente en tres partes del auto: Techo,
parabrisas y ventanas, teniendo en cuenta esto se considera la inclinación, siendo uno de los factores más importantes para la
generación del roció; De la misma forma, se ha in icia do una investigación para la construcción de un invernadero captador de rocío en Etiopia en forma de pirámide teniendo en cuenta
este mismo principio de inclinación y estudio de materia les junto con tamaño para mayor eficiencia. Así mismo se ha buscado una alternativa para t ratar el a gua
industrialmente a partir de rocío; El agua extraída pasivamente de la humedad puede ser más barata que la de la osmosis
inversa y no contamina el medio ambiente, resaltando el
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recurso del rocío suplementario de agua potable en en tornos áridos y semiáridos. En el presente estudio se evaluarán a
fondo las alternativas junto con sus metodologías para determinar la mejor opción para el municipio de Maicao.
II. METODOLOGÍA
1. TIPO DE INVESTIGACIÓN La metodología mediante la cual se va a desarrollar la presente investigación es de tipología científica de carácter cualitativo,
con alcance descriptivo mediante un acercamiento de los captadores en el municipio de Maicao, es por esto que se divide en cuatro componentes basados en los ob jetivos del
proyecto: A. Realizar un diagnóstico de la situación del recurso hídrico y condiciones atmosféricas B. Analizar las
alternativas de captadores de rocío C Identificar los im pactos sociales, económicos y ambiental de los captadores D. diseñar una metodología donde se analice el uso del prototipo de
captador de roció. A continuación, se describirá la metodología implementada en cada objetivo para el desarrollo del proyecto, por medio de fases secuenciales.
De acuerdo con lo anterior se propone una metodología que
genere el desarrollo de estrategias las cuales permita cap tar o
generar otro tipo de fuentes hídricas para su posterior
distribución y acceso, en donde el primer paso es la
recopilación de información por medio de artículos los cuales
fueron recuperados de Scopus, su búsqueda se basó en la
información relevante del recurso hídrico en La Guajira,
complementado con datos relevantes meteorológicos y
climáticos del IDEAM en el municipio de Maicao, una vez
recuperados estos datos se procedió a la const rucción de un
diagrama de árbol el cual evidencia la relación causal del
recurso hídrico y los efectos que tienen en su distribución
actual analizando como afecta a la comunidad. De a cuerdo
con lo anterior se procedió a la identificación de los
principales factores que afectan la situación del recurso
hídrico en Maicao con el fin de determinar mejor alternativa
de herramientas que mejoren la captación del a gua para los
habitantes del municipio. Caracterizando los resultados
obtenidos del diagrama por medio de una matriz Vester, la
cual muestra gráficamente las causas, efectos y problema
centrar.
Por otra parte, para el análisis de alternativas, se realizó por
medio de los estudios más importantes desarrollados alrededor
del mundo y publicados por la Organización internacional por
la utilización del rocío, para identificar los componentes
teóricos y experimentales realizados en cada uno para
determinar las características del condensador ideal.
De igual manera, por medio de un análisis entre el p la n de
desarrollo municipal enfocado a los objetivos de desarrollo
sostenible para la agenda 2030, se describirán los im pactos
que el proyecto tendrá en el aspecto económico, social y
ambiental.
Por ultimo se realiza la metodología, la cual tiene como base
las tres fases anteriores, su fundamento principal viene de la s
alternativas previamente analizadas, así como las
características encontradas en el diagnóstico, enfocadas en un
impacto positivo para la comunidad. Por esto se diseñan t res
etapas, en donde se describirán los procesos para el
cumplimiento de cada uno.
III. RESULTADOS
De acuerdo con el árbol del problema realizado se pudo
observar que la problemática del proyecto radica en el acceso
limitado al recurso hídrico y la no satisfacción de las
necesidades básicas de la comunidad, de igual m anera cabe
recalcar que el municipio es uno de los principales m otores
económicos debido a que en la zona se presenta la extracción
de carbón en el Cerrejón generando contaminación a la poca
reserva hídrica para el consumo y uso de la población [3]. Para
ello es necesario realizar un diagnóstico que permita
identificar la situación y su distribución actual del recurso
hídrico con el fin de encontrar una alternativa para lograr el
abastecimiento a la mayor cantidad de habitantes al municipio
a estudiar.
A. Diagnóstico
De acuerdo con lo anterior, se presentan las causas y efectos
partiendo de que en los últimos años ha incrementado la
preocupación por la disponibilidad del recurso hídrico debido
al calentamiento globa l, cabe resaltar que una de las
principales causas de este fenómeno son los gases del ef ecto
invernadero, en donde dichas emisiones vienen de los sistemas
naturales como sismos, incendios, volcanes, entre otros y la s
actividades humanas relacionadas con la producción de
energía, actividades industriales y el uso de la tierra ; como
consecuencia se ha observado un incremento anual de 1,5% de
dióxido de carbono, metano, óxido nitroso y gases f luorados
en la última década, [4] es por esto, que se categoriza como
una de las principales razones del aumento de la temperatura,
la cual se ha estudiado desde 1851 a 2010 en donde se
evidencio un incremento en un rango de 0,5°c a 1,3°c, con una
tendencia al alta esperando que de no haber cambios
significativos para disminuir el cambio climático, no se podrá
reversar esta situación, como consecuencia ha observado la
disminución de recursos hídricos en las zonas más vulnerables
como lo son las áridas y semiárida [3], su afectación se debe a
las condiciones y características en donde los factores
determinantes son: sus altas temperaturas, bajas
precipitaciones y zonas desérticas; de igual m anera se debe
recalcar que la principal afectada es la comunidad que reside
en estas zonas pues como se mencionó anteriormente es
fundamental para su bienestar.
Es por esto que se procede a realizar un análisis, el cual
permite caracterizar la zona en la que se encuentra el
municipio y así determinar las particularidades fundamentales
para el presente estudio, cabe resaltar que Maicao pertenece al
departamento de La Guajira la cual está dividida en tres
grandes regiones de noreste a sureste, correspondientes a la
alta Guajira donde se encuentra ubicada la península al
extremo nororiental de Colombia y noroccidental de
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Venezuela la cual caracteriza por ser una zona semidesért ica
de grandes extensiones, con inmensas dunas y de escasa
vegetación, la media guajira abarca la parte central de relieve
plano y ondulado está clasificada como semi á rida y la baja
Guajira caracterizada por ser más húmeda , de suelos
cultivables y posee todos los pisos térmicos. El estudio se
centra en la primera que está catalogada como árida, en donde
los principales factores a tener en cuenta son las
precipitaciones en el municipio las cuales en promedio al a ño
son de 500 a 1000 mm, junto con temperaturas medias
promedio entre 26°c y 28°c, lo que conlleva a sequias
frecuentes en la zona, ausencia de cuerpos superficiales
hídricos y baja proliferación de pozos; [IDEAM] esto se ve
reflejado en la comunidad afectando principalmente la calidad
de vida de sus habitantes.
Conforme con lo anterior un factor inf luyente en cuanto al
acceso limitado del recurso hídrico es la extracción minera que
se presenta en el departamento, donde se encuentra ubicada la
principal mina que es el Cerrejón, es considerada una de la s
minas a cielo abierto más grande del mundo, poniendo a
Colombia como cuarto exportador a nivel mundial de carbón y
el 90% de esta producción pertenece a ella, por lo que afecta el
recurso hídrico de la región debido al consumo de a gua que
requiere, los cuales son aproximadamente 17 millones de litros
diarios de agua para su funcionamiento, a dif erencia de una
persona promedio que tienen acceso a 0,7 litros al día. [5]
Por tanto, la exploración minera y explotación de los suelos
para fines energéticos ha disminuido drásticamente el a cceso
de agua apta para el consumo humano en estas zonas;
Afectando de esta manera a la población, generando conflictos
socioambientales debido al desplazamiento, destrucción de los
terrenos, contaminación de suelos agrícolas, alteración del
estilo de vida de las comunidades, perdida de costumbres y
tradiciones. Es por esto por lo que el estado y diferentes
organizaciones han velado porque se lleve a cabo una minería
responsable con el medio ambiente y la sociedad generando
proyectos de sostenibilidad, sin embargo, estos no son
suficientes para el daño que se ha causado a esta región.
A partir de lo anterior, en las actividades mineras del
cerrejón se han identificado incendios en las vetas de
producción de carbón durante algunos años en su operación ;
dichos incendios según estudios se producen como
consecuencia de fenómenos de combustión espontanea , esta
ocurre naturalmente durante la oxidación del carbón cuando se
expone a condiciones atmosféricas especificas; Es considerado
un gran problema a nivel mundial en la indust ria m inera ya
que genera emisiones de gases contaminantes a la a tmosfera
como dióxido de carbono, dióxido de azufre, ga s m etano y
vapor de mercurio, que es un riesgo potencial pa ra la sa lud
humana, estas combustiones también emiten elementos
volátiles como el arsénico, el flúor, mercurio y el selen io los
cuales pueden ser inhalados o absorbidos en cultivos,
alimentos, ganado, aves y peces, además de los elem entos
mencionados anteriormente el selenio, arsénico, plomo, estaño
y bismuto se condensan creando emisiones gaseosas calientes
que al entrar en contacto con el aire forman capas que pueden
lixiviar con el agua de lluvia y contaminar los cuerpos y
cauces hídricos proporcionando otra vía de exposición a estos.
[6]
Otro factor relacionado con la exploración y explotación de
los suelos, es la presencia de hidrocarburos sobre suelos
urbanos del Municipio de Maicao, donde se llevan a cabo
actividades de distribución , alma cenamiento,
comercialización y consumo de este, debido al manejo
inadecuado se han vertido en el suelo generado situaciones de
riesgo en el medio ambiente y la alteración de la calidad y
propiedades del suelo como: Ph, Retención de humedad,
conductividad eléctrica, potencial de absorción, o incremento
en el contenido de CO del suelo (500%), agregación y
estabilidad de agregados (200%) reducción de sus capacidades
y posibles usos. Teniendo en cuenta estos resultados señalan la
vulnerabilidad de los suelos dentro del casco urbano ante la
contaminación por TPH y la exposición de la población
humana a estos contaminantes. Es importante resaltar pa ra la
investigación que se observó una reducción en la retención de
humedad del suelo en la primera capa equivalente a 23,25% y
en la segunda una reducción del 2,8%, circunstancia que
incrementa la vulnerabilidad de estos suelos al tensor
ambiental sequía.
En ese sentido, dicha zona presenta cuerpos de agua
superficiales y caudales escasos donde el acceso a esta para el
consumo humano es restringido, además los recursos hídricos
de la región en su mayoría pozos subterráneos son no
renovables. [7] Se han realizado estudios para determinar la
contaminación presente en los cauces por metales y
concentración de organismos coliformes, se realizó un estudio
en el rio Ranchería , un importante caudal para el
abastecimiento de agua en el departamento de la Guajira por
su extensión, sus resultados revelaron que este recurso no debe
usarse sin un tratamiento previo de potabiliza ción deb ido a
que puede generar morbilidad en la comunidad y daños en sus
actividades económicas primarias. [8]
Para caracterizar los problemas evidenciados en el á rbol del
problema anterior, se realizó la construcción de una m atriz
Vester que permita clasificar cada uno de los ítems para
proceder a una comparación entre ambos dia gramas y tener
mayor fiabilidad de los datos.
Fig.2. Resultado de la matriz Vester
Con el resultado obtenido en la figura 2, se puede verificar que
Activos ; 67%
Criticos; 8%
Pasivos; 25%
Indiferentes; 0%
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la mayoría de sus ítems son activos, es decir, son la s ca usas
presentadas en el árbol del problema en donde se encuen tran
la contaminación, el aumento de la temperatura, la ub icación
del municipio y su principal actividad económica de
extracción; llevando así a un problema central el cual se ubica
en la matriz como critico que pertenece a la escasez de agua
en el municipio. Trayendo consigo los efectos ubicados en la
matriz como pasivos, en donde se encuentran las sequias
frecuentes, reducción del recurso hídrico y baja calidad en los
cuerpos de agua presentes, teniendo como principal afectada a
la comunidad.
Luego del diagnóstico realizado al municipio, se procede con
la identificación de alternativas existentes de captación de
rocío alrededor del planeta, identificando los a spectos más
relevantes para tener en cuenta.
B. Análisis de alternativas
En primer lugar, cabe resaltar que existe una organización por la utilización del rocío (OPUR), la cual coopera con diferentes
países y empresas que tienen como principal ca racterística atacar las problemáticas en regiones con vulnerabilidad y
escasez de agua. Por medio de su página web recopila las investigaciones relevantes realizadas alrededor de la captación del rocío estudiando diversos diseños junto a las
características físicas, climatológicas y meteorológicas para el rendimiento de estos equipos, así mismo, han realizado condensadores ideales para la captación de rocío que van
desde los 120 a 4900 EUROS. El modelo CRQ-1 es una superficie sobre una armadura metálica inclinada 30 gra dos con una superficie de 1m2 ha sido usado en países como
Croacia, Israel, India, Etiopia y Marruecos, para larga duración y con un costo aproximado de 750 euros, por o t ra
parte, el modelo CRSQ-0.25 es una superficie de 0,25m2, ligero y portable, es destinado para una corta duración y estudios de sitios; tiene un costo aproximado de 120 euros.
Otra alternativa es el Modelo CRQ-0.30 Es una superficie metálica de 0,30m2 inclinada 15 grados es usado para recolectar muestras y tiene un costo aproximado de 450 euros.
Por último, se encuentra el Modelo CRQ-30 una superficie de 30m2 inclinada 30 grados sobre una estructura metálica
anclada al suelo, produce importantes volúmenes de rocío y se encuentra en servicio en Vignola (Córcega), tiene un costo aproximado de 4900 euros. Así mismo, menciona otras
alternativas viables como la instalación de techos radiativos y hojas radiativas. [9] De igual manera, se realizó un estudio que permita m edir el
rendimiento del rocío en todo el mundo, este requiere de mediciones sistemáticas y particularidades del colector; para la
investigación se plantea una formula a nalí tica sim ple para prototipos planos de captadores de rocío, a partir de la recopilación de datos como la velocidad del viento, aire,
temperatura y evaporación. Su fundamento teórico parte de las ecuaciones de calor sensible y latente, principalmente basado en el balance energético principalmente en el enfriamiento por
radiación entre la superficie y la atmosfera, que v iene de la s pérdidas de calor por convección y el coeficiente de
aplacamiento térmico, así mismo, se realiza la investiga ción en 10 lugares alrededor del mundo, donde se encuentra Francia, Etiopia, Croacia, India, Marruecos y la Polinesia
Francesa con diferentes características meteorológicas, como: Zonas semiáridas, húmedas costeras, áridas costeras e I sla
tropical. Por último, un experimento realizado en laboratorio en una lámina plana que pretende determinar la mejor inclinación y material. En donde se obtiene como resultado en
el estudio de laboratorio y componente teórico que existe una relación lineal entre el rendimiento de rocío, el poder
enfriamiento y la temperatura del aire, lo que quiere decir que, el rocío está limitado principalmente por las pérdidas de calor por convección, con este modelo se puede trabajar a través de
unos datos meteorológicos comúnmente d isponib les, como cobertura de las nubes, velocidad del viento, temperatura del aire y del punto de rocío, elevación del sitio, evidenciado su
veracidad con los 10 experimentos realizados en los diferentes puntos del mundo. [10]
Así mismo, se realizó un estudio por medio de un método simple que permite determina r la obtención del rocío de cualquier entorno, se basó en la observación del fenómeno en
las madrugadas en automóviles. Se sabe que existen f actores determinantes para el rendimiento del rocío como los datos atmosféricos locales, como la apertura del cielo. En este
estudio los condensadores fueron los coches debido a las características similares con los artefactos planos pasivos. Las
partes del auto se estudiaron así:
• Parabrisas: tiene inclinación y no se encuentra aislado
• Ventanas laterales
• Azotea del auto la cual está pintada y aislada
De acuerdo con lo anterior, se debe tener en cuenta que la
emisividad del vidrio es alta, así como la de las p in turas, la s medidas en el techo del automóvil no dependen de la dirección del viento y respecto a las ventanas laterales, el efecto se
promedia en dos direcciones del viento, así como el parabrisas y ventanas traseras variara la inclinación de a cuerdo con el modelo del carro. Como conclusión se sabe que la captación
variara en rendimiento en base con las características de cada sustrato.
El estudio se realizó durante 3 meses El rocío se recoge en la azotea con un tejido de 0,25 m 2, que luego se pesa con una balanza electrónica de 0,1 g de precisión. En donde por medio
de observación, se llega a la conclusión de que la inclinación debe ser 30° respecto a la horizontal, adicionando que, es un método que no requiere de mayor inversión y se puede
analizar por medio de [11] Así mismo, la investigación en campo realizada más grande se
realizó en India, la zona de estudio tiene características de regiones áridas, en donde la escasez de agua potable es crónica, en el año 2002 se observó durante 103 noches en tre
los meses de octubre y abril, recolectando rocío d ia riamente en un techo plástico tipo invernadero; allí se recogió 1191 litros al compararlo con la precipitación representa 10mm, por
lo tanto, no parece significativo, sin embargo una persona requiere de 1200 litros; el recurso recolectado se estudió para
determinar si era potable debido a los contaminantes bacteriólogos agregados por el aire, se concluyó que se podía pasteurizar de forma segura, por lo tanto, era potable. En
promedio se recolectaba 0,8 mm/ día, esto basado en la potencia de enfriamiento disponible (25-100W), respecto a l calor latente de condensación (2,26 KJ/g), el ma terial usa do
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fue polietileno transparente, lo que permite conclu ir que, un material mejor elaborado podría rendir más, es por esto, que se
inició un estudio para desarrollar un captador eficiente y asequible. Para el anterior propósito el estudio tuvo una duración de 3 a 4
años, en donde se recopilaron los datos por medio de mediciones y se probaron diversos prototipos, como resultado
inicialmente, se determinó que el condensador ideal debería ser similar a las plantas, es decir, una lámina ligera, térmicamente aislada del suelo, ubicada en un espacio abierto
en donde los vientos no sean fuertes y el rocío se presente frecuentemente, la humedad del sitio debe ser lo suficientemente alta y el material debe ser emisivo y con baja
masa térmica. Así mismo, se debe tener en cuenta que las condiciones
atmosféricas no se podrían cambiar, lo que se debía buscar era una mayor eficiencia en la recolección, basándose en la idea de que un radiador con cero reflectancias lograra una
superficie más fría, así como búsqueda de materiales no tóxicos, duraderos, rentables a un bajo costo. Por esto se seleccionaron tres materiales de fácil obtención, todos se
estudiaron en un tamaño de 1mx1m:
• Película de PETB polietileno mezclado con 5% de
TiO2 y 2% de BaSO4: emisividad 0,83, espesor
0,3mm
• Chapa de hierro galvanizado GI: nueva emisiv idad
0,23 espesos 1,5mm
• Hoja de aluminio: emisividad 0,09, espeso 1,5 mm
El condensador se basa en tres partes A. panel, B. m a rco, C. canalón de recolección y accesorios, el primero está hecho de
dos hojas separadas laminadas junto con adhesivo, en donde la tabla inferior está aislada con espuma de estireno, se montaron a 30° de la horizontal, con accesorios como una canal y botella
sujetos al marco, el extremo del panel está a 1,5m del suelo. Se fabricaron 12 unidades con cuatro de cada material, t res
mirando al sur, tres al norte, tres al este y tres al oeste. Se registraba hora, ambiente temperatura, velocidad del v ien to, humedad relativa y temperatura del condensador. Se
agruparon los datos durante un periodo de dos años, se produjo rocío durante el lapso de octubre a abril. Se determino que se difería en pequeña medida con la
orientación de la medición, teniendo como mayor ventaja a las orientadas al oeste y norte llegando a la conclusión que era
porque en este sentido no estaban expuestas a la ilum inación en la mañana como las otras permitiendo la deposición del rocío un poco más de tiempo. El mejor material fue el PETB
seguido del GI y por último el aluminio, por esto se elim ina este material, los otros dos se usaron laminas corrugadas y el piloto de PETB se construyó sobre el suelo formado por dos
módulos de 3x3m siendo esta la que más rindió desde el oeste siendo la mejor opción el aislamiento del condensador. [12]
Así mismo, el rocío ha tenido lugar desde hace mucho tiempo atrás, sin embargo, se considera que se ha practicado incorrectamente, se cree antigua puesto que abastecía de agua
a la ciudad de Ucrania. Es por esto por lo que en la s ú lt imas dos décadas se han realizado estudios para tener una m ejor comprensión de la física y termodinámica asociada, en donde
se ha determinado que el rendimiento es pequeño, pero no
despreciable, en especial para regiones áridas y semiáridas. En donde se ha determinado que las principales variables para
tener en cuenta son: Temperatura ambiente, temperatura de la superficie del condensador, temperatura del cielo, temperatura de derretimiento, humedad relativa, velocidad del viento,
dirección del viento, presión atmosférica, cubierto de nubes, precipitación, humedad de la hoja, elevación del sitio.
La mayoría de las investigaciones se han basado en proyectos piloto que usan condensadores planos, pueden colectar a gua lluvia y rocío, siendo los más adecuados para regiones en
desarrollo. En estos estudios se ha determinado que un punto para tener en cuenta es la superficie del condensador, el polietileno puede lograr un mayor enfriamiento radiativo , sin
embargo, su vida útil es limitada. Por otra parte, el hierro galvanizado dura más, pero requiere de pintura especial para
mejorar el enfriamiento y produce menos volúmenes de rocío. La frecuencia y duración del fenómeno dependerá de las condiciones atmosféricas y las propiedades del sust rato de
condensación. Se recomienda que el condensador este aislado del suelo, que tenga una inclinación de 30° respecto a la horizontal, pueden
tener mayor recolección los que estén en suelo natural, a pesar de que el condensador simple plano ha presentado resu ltados
favorables en la recolección, se han evaluado o t ras f o rmas como las cónicas y biconicas que aumentan el rend im iento , pese a esto, su costo es más elevado.
La calidad del agua recolectada se puede ver afectada por la presencia de microrganismos, metales pesados y sustancias orgánicas que se acumulan en la condensación, es por esto por
lo que se debe realizar un estudio previo para determinar si es potable.
El enfriamiento relativo es el proceso en el cual está basado el fenómeno del rocío, el cual, es pasivo y permite que un cuerpo pierda calor térmico, en este caso el condensador in teractúa
con la atmosfera circundante emitiendo y recibiendo calor. En la noche cuando se presenta el fenómeno hay un intercambio de calor sensible con el aire y calor latente en la condensación.
Debido a la convección natural y forzada, el condensador se enfría primero desde la temperatura ambiente hasta el punto de
rocío debido a la perdida de calor sensible, permitiendo perder calor latente para el enfriamiento radiativo. El cielo frio actúa como sumidero, el cual es benéfico para los sistemas pasivos.
[13] Por último, se analiza un proyecto realizado en Khotara la India, el cual tiene como objetivo realizar una planta de
captación de rocío que tiene por objetivo recolectar 500L diarios, en los captadores el soporte está en hierro , su jeto a l
extremo y deben tener un borde en M del mismo material. Su ubicación fue de tipo paneles solares, en 15 hileras en donde cada una tiene nueve captadores de 1mx1m, la canaleta divide
las filas de captadores en una distancia de 0,225cm, de igua l manera para poner en marcha su funcionamiento se evaluó la calidad del rocío que se captó para determinará si pod ía ser
potable, por otra parte, se evaluaron los datos meteorológicos como en los anteriores estudios, puesto que sus bases teóricas
están basadas en dichos proyectos, sin embargo , una de sus mayores preocupaciones fue la velocidad y orientación de los vientos por esto por medio de simulaciones determinaron cual
sería la mejor ubicación. [14]
1. Laura Daniela Acosta Cubides. Email: [email protected]
2. Solangel Herrera Quintero. Email: [email protected]
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Por consiguiente, se realizó una tabla en Excel, que permita identificar a simple vista los puntos de congruencia ent re los estudios observados, de tal manera, que permita p lantear la
metodología para el municipio de Maicao
Tabla 1. Congruencia entre artículos
Se evaluaron los principales aspectos que se repetían en cada estudio, con el fin de recordar la importancia de este para el desarrollo de la metodología.
C. Impactos del proyecto
Para dar continuidad con el desarrollo de la investigación , se
realiza un análisis partiendo del plan de desarrollo municipal, dictado por la alcaldía como ruta estratégica para el m a ndato de 2020-2023.
En primer lugar, se analizará el aspecto económico, en donde, un indicador relevante a considerar es el PIB, el cual para el el
departamento de La Guajira a 2019 de US$4336, a sí como importaciones de US$173.8 y exportaciones de US$734.3 al año 2020. [15], pese a esto, de acuerdo con un estudio
realizado por la cámara de comercio de la Guajira en el 2016, el Índice de Pobreza Multidimensional (IPM) para el municipio de Maicao es del 84,9%, junto con la in f lación se
puede concluir que los más afectados son las personas y hogares con bajos niveles de ingresos ubicados principalmente
en zonas rurales. [16] De acuerdo con lo anterior, el plan de desarrollo del municipio busca impactar en el pilar económico por medio de 6 pun tos,
los cuales son: Logística portuaria e internacionalización, Comercio seguro, Trabajo: protección y promoción del empleo, Turismo, Agricultura y desarrollo rural, a
continuación, se explicará los puntos en donde el p royecto impacta, apoyando las metas trazadas en este plan
1. Trabajo: protección y promoción del empleo: De
acuerdo con el plan de desarrollo este pilar se div ide
en ejes fundamentales, siendo los más relevantes para
el proyecto:
1.1 Plan de desarrollo municipal:
Fortalecer el programa de mi primer
empleo para aquellos jóvenes entre 18 y
28 años, por medio de empleos formales
o emprendimiento que impacten
positivamente la vinculación laboral.
Donde los principales entes de la
empleabilidad en el departamento son :
Universidad de la Guajira, la a lcald ía,
SENA, cámara de comercio y
comfaguajira.
1.2 Impacto del proyecto: Para la
implementación de los captadores en el
municipio, se puede desarrollar junto
con la alcaldía la promoción de empleos
para la construcción y estudio inicial del
proyecto, en donde los principales
beneficiarios sean recién egresados o en
sus últimos periodos académicos, de
programas acorde al proyecto.
1.3 Plan de desarrollo municipal: Ciencia,
tecnología e innovación, los retos de
CTI se realizarán por medio de alianza
estratégica entre nación y regiones para
adaptarse a los retos de la economía
dinámica, reduciendo las brechas en
investigación entre municipios
1.4 Impacto del proyecto: El estudio se
presenta en un marco innovador ta nto
para el municipio como para
departamento, de tener una buena
acogida por parte de un ente
gubernamental o privado, se puede
generar interés de otras regiones para
apoyo y reconocimiento del proyecto
2. Agricultura y desarrollo rural: De acuerdo con el
plan de desarrollo este pilar se divide en ejes
fundamentales, siendo el más relevante para el
proyecto:
2.1 Plan de desarrollo municipal: el sector
agrícola en el municipio tiene
registradas 183.902 hectáreas que
realizar actividades agropecuarias como
cultivos agrícolas, pasto y rastrojo. Una
de las principales zonas agrícolas
UMATA, se han sembrado 1800
hectáreas de maíz, frijol, patilla , melón,
hortalizas y yuca. Se fortalecerá por
medio de programas que promuevan el
cuidado de los recursos naturales,
apoyar programas que garantices la
disponibilidad de agua, establecer un
banco de maquinaria y equipos
agrícolas, fomentar la educación en
estas áreas, entre otros. 2.2 Impacto del proyecto: Los captadores
tienen un impacto indirecto con el sector agrícola, puede proporcionar a gua para el
riego lo que permitirá así una mayor eficiencia en los cultivos y la posibilidad de expansión para mayor inversión en el
proyecto.
3. Estrategia: el verdadero cambio para el desarrollo
económico: El plan de desarrollo municipal qu iere
impactar 7 objetivos de desarrollo sostenible, en
donde el proyecto impacta en el objetivo número dos,
poner fin al hambre, lograr la seguridad alimentaria y
la mejora de la nutrición y promover la a gricu ltura
sostenible. El objetivo número ocho promover el
Inclinación
30°Aislado
termicamente
Evaluación de
materiales
Condiciones
metereologicas Forma plana
OPUR Si No Si Si Si
Rocío en automoviles Si Si No Si Si
Rendimiento del rocío en todo el mundo Si Si Si Si Si
Revisión crítica del rocío Si Si Si Si No
Rocío en la India Si Si Si Si Si
Planta de Rocío Si Si Si Si Si
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crecimiento económico sostenido, inclusivo y
sostenible, el empleo pleno y productivo y el tra bajo
decente para todos. Y por último el ob jetivo nueve
construir infraestructuras resilientes, promover la
industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la
innovación.
En segundo lugar, se hablará del aspecto social, en donde, uno
de los pilares para tener en cuenta son las condiciones de
vivienda y servicios públicos que impactan directamente en la
calidad de vida de la comunidad. En Maicao el 61,9% de la s
personas no tienen acceso a fuentes de a gua m ejorada, así
mismo el 72,1% no cuentan con una adecuada eliminación de
las excretas y el 25,6% se encuentra en hacinamiento crí tico .
De igual manera existe una brecha alta en tre la comunidad
rural y urbana, el porcentaje de miseria es de 51,44% en la
primera y 17,88% en la segunda, lo que presenta una b recha
del 33,56%, en donde se debe resaltar, que un alto porcen taje
de la población rural pertenece a la comunidad indígena
Wayuu.
El agua potable es un servicio público domiciliario, siendo
uno de los más importantes para el cierre de brechas sociales,
cuenta con una red de alcantarillado de red menor y red
primaria, en donde esta última está construida en es Asbesto
Cemento, la cual depende de la captación que se ha ga en los
caudales.
La población requiere aproximadamente de 26 m illones de
litros de agua al día, sin embargo se ve afectado por las
sequias constantes en el municipio, así mismo, 19886 hogares
no cuentan con el servicio de alcantarilla do ; este p rob lema
radica principalmente la zona rural en donde no hay operador
del servicio, ni existencia de fuentes subterráneas aptas para el
consumo, la estrategia llamada “Guajira Azul”, consiste en
aumentar la cobertura y calidad del agua potable en el
departamento, para el municipio de construirán dos módulos,
sin embargo, uno de ellos debía estar construido para f inales
del 2020 y no se cumplió con los tiempos. Es por esto pro lo que, el municipio le apuesta a la búsqueda de nuevas fuentes como alternativas de so lución, buscando
proyectos encaminados a garantizar el serv icio en ca lidad , permanencia y cobertura tanto en el área urbana como rural. Es por esto por lo que los captadores de rocío son una gra n
oportunidad para la comunidad del municipio, es una alternativa no convencional que permite un acercamiento a la recolección de agua para mejorar la calidad de vida de la
población, impactando principalmente en las zonas ru rales y rurales dispersas, en donde por el campo abierto se logra una
mayor captación. Por último, se hablará del aspecto ambiental, El municipio de Maicao es uno de los afectados en cuanto a contaminación en
cauces cercanos por la extracción y exploración minera y petrolera, lo cual ha afectado no solo las capas del suelo si no también la presencia de metales pesados, lo cual vulnera uno
de los derechos estipulados en la constitución de Colombia de 1991, declara el agua potable y saneamiento como un derecho
humano fundamental. Además de esto el Objetivo de Desarrollo Sostenible número 6, Agua limpia y saneamiento; que como finalidad garantizar la disponibilidad de agua y su
gestión sostenible el saneamiento para todos los colombianos, puesto que, es de vital importancia el “acceso al agua potable
y saneamiento básico” siendo este uno de los instrumentos más importantes para garantizar calidad de vida a la población.
De acuerdo con lo anterior de evidencia que Maicao cuenta con acueducto, planta de tratamiento de agua y tanques de
almacenamiento, algunos de estos se encuentran en malas condiciones por lo cual la infraestructura y material empleado se convierte en desechos y contaminación, perdida de
recursos, limitación de terrenos para siembra y desabastecimiento de agua. Esto obliga a las comunidades a extraer agua para consumo humano de pozos subterráneos no
renovables generando así grandes huecos en la tierra afectando los terrenos y disminuyendo la disponibilidad de agua de estos
pozos sin control alguno por entes públicos. En base a esto se desarrolla el plan de desarrollo del municipio, donde trata un tema fundamental como lo es el
medio ambiente y gestión de riesgos, donde se quiere resaltar estos puntos:
4. Disponibilidad de agua superficial y subterránea:
Si bien el municipio de Maicao En cuanto a fuentes
de agua superficial, el Río Carraipía es la fuente
hídrica más importante, su recorrido y afluentes
abastece a la zona agropecuaria más productiva, este
representa amenaza por inundación y deslizamiento
causando inundaciones y deslizamientos
principalmente porque sus laderas se encuentran
deforestadas, además de esto el río disminuye
significativamente su caudal en tiempos de baja
lluvia.
4.1 Plan de desarrollo municipal: Con el
objetivo de realizar una planeación del
uso y manejo sostenible de los recursos
naturales renovables, el Municipio de
Maicao y la Corporación Autónoma
Regional de la Guajira
CORPOGUAJIRA plantea conservar,
proteger y prevenir el deterioro de la
cuenca hidrográfica del municipio,
realizando proyectos de reforestación y
búsqueda de arroyos que puedan servir
de apoyo para el abastecimiento del
recurso.
4.2 Impacto del proyecto: La captación
de rocío como fuente alternativa de
abastecimiento de agua apta para el
consumo humano como proyecto
tendría un impacto fundamental en este
objetivo de preservar las cuencas
hidrográficas de la zona ya que no
genera un impacto en ríos y cauces
evitando así secar estas cuencas, y
aportando a la conservación del agua
dulce, beneficiando a la población
vulnerable dando acceso al recurso
hídrico.
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5. Plan de Gestión Integral de Residuos Sólidos: La producción de residuos sólidos no biodegradables se
ha incrementado no solo a nivel mundial si no también en cada zona del país, la contingencia actual lleva a que las personas utilicen elementos de
protección como tapabocas, caretas, gafas, y demás para protegerse y evitar el contagio del virus cov id-
19, esto no es ajeno a el municip io de Maicao que además de esto, también encontramos la mina el cerrejón que produce diferentes tipos de residuos
sólidos que deben ser recogidos, clasificados y realizar su gestión para una posible reutilización.
5.1 Plan de desarrollo municipal: se hace
necesario que el municipio de Maicao implemente el Plan de Gestión Integral
de Residuos Sólidos (PGIRS) con el objetivo de realizar un buen manejo de los residuos sólidos, minimizar el
impacto ambiental y dar cumplimiento a la normatividad vigente. Ante la contingencia actual sea incrementado la
producción de residuos plásticos no biodegradables para la protección de la
salud. 5.2 Impacto del proyecto: Este proyecto se
basa principalmente en tratar una
problemática de escases del recurso hídrico, pero uno de los factores importantes es que esta alternat iva de
captador de rocío en contraste a o tras posibles soluciones para el
abastecimiento de agua apta para el consumo humano como acueducto y plantas de tratamiento, este tiene un
menor impacto en los suelos y reduce los residuos en la construcción y armado, contribuyendo a este p la n de
Gestión de Residuos solidos [17]
D. Diseño de la metodología
Para realizar una metodología exitosa, esta debe part ir de los tres puntos anteriores, es por esto, que una de las bases
fundamentales para dicha propuesta, son los datos meteorológicos del municipio, los cuales se estudiaron a profundidad en el diagnóstico debido a que de ellos depende la
eficiencia del captador. Por lo anterior, se realizó una búsqueda en el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (I DEAM),
de las principales variables que afectan el rendimiento del condensador, se tomaron los datos históricos desde el
01/01/2013 hasta el 31/12/2020, a continuación, en la tabla se muestra el promedio por año de cada variable.
Tabla 2. Histórico de datos meteorológicos en Maicao.
Reiterando así, nuevamente que el municipio cumple con la s
características para el desarrollo del proyecto, las temperaturas medias son superiores a 30°c y la precipitación a nalizada en día pluviométrico, el cual hace referencia a las precipitaciones
ocurridas durante un día, revelando así las sequias a las que se enfrenta el municipio. Por otra parte, la humedad relat iva, es un factor fundamental puesto que hace parte del cálculo de la
temperatura del rocío. [18] La metodología se dividirá en tres etapas fundamentales que
permitirán un acercamiento al desarrollo de captadores de rocío en Maicao. De acuerdo con Daniel Beysens, presiden te de la OPUR, recalca en su conferencia que uno de los
principales puntos para tener en cuenta para el desarrollo del captador ideal son los materiales, así como la ub icación del sitio y la orientación de los captadores.
Fig.3. Etapas de la metodología
Por lo anterior, la primera etapa para el desarrollo de la metodología es determinar la ubicación del captador, es decir,
en que área del municipio se ubicara el proyecto. Maicao cuenta con áreas rurales y urbanas, sin embargo, en ambas se pueden observar terrenos vacíos en donde se pueden ubicar los
captadores. De acuerdo con las alternativas previamente a nalizadas, se determinó que los lugares despejados son ideales debido a la s
características meteorológicas que se presentan en la noche, es decir, el rocío se forma especialmente en las madrugadas, en
donde requiere de un enfriamiento para que se desarrolle el fenómeno, en ciudades o regiones con edificios no es recomendable debido a que, se forma un a mbiente cubierto
que no permite el enfriamiento adecuado, lo que afecta directamente la eficiencia del captador.
Fig.4. Terreno apto en zona rural de Maicao
Año Temperatura (°c) Precipitación (mm) Humedad R. (%)
2013 31.964 1.585 75.124
2014 32.257 1.780 72.726
2015 32.124 0.764 71.215
2016 32.407 2.967 77.463
2017 31.556 2.497 76.421
2018 31.602 1.428 76.016
2019 31.827 1.842 76.828
2020 31.874 2.079 73.960
Ubicación geografica de captadores
Etapa 1
Materiales para el diseño
Etapa 2
Diseño de los captadores y recomendaciones
Etapa 3
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Fig.5. Terreno apto en zona urbana de Maicao
Por lo anterior, el terreno para realizar el estudio debe ser a campo abierto; para la preparación y adecuado
funcionamiento, Luego de seleccionar el terreno, se debe realizar una adecuación por medio de un podado en el terreno
y fumigación de ser necesario, por último se debe realizar una limpieza, recordando que el ambiente en donde se encuentren
los captadores puede afectar el recurso recolectado, es decir, si cerca de él existe un foco de residuos, debe ser retirado, evitando así la contaminación por medio de gases. Así mism o
informar a la comunidad del proyecto que se va a realizar, enfatizando en el beneficio que trae para todos, de esta
manera, se creara conciencia para cuidar y respetar el ca mpo de estudio. En la figura 6 se muestra el resumen de las características de la primera etapa.
Fig.6. Ubicación geográfica de los captadores De igual manera, una parte fundamental para el desarrollo del proyecto es la selección de materiales y proveedores. Es por
esto por lo que se procede a un análisis, en las alternativas previamente estudiadas se habla constantemente de tres
materiales representativos: 1. Película de polietileno
2. Lamina de aluminio 3. Lamina de vidrio
Como se puede observar en la figura 7, se detalla como fue el
proceso de selección de materiales y proveedores por m edio de un diagrama para su fácil entendimiento.
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Fig.7. Selección de materiales y proveedores.Los tres materiales mostraron resultados positivos en los proyectos previamente analizados, es por esto, que se rea liza
un estudio del material idóneo para el acercamiento a los captadores. Para el proyecto se seleccionaron las 3 ciudades más cercanas a Maicao, dentro de las cuales están
Barranquilla, Valledupar y Santa Marta; el factor de selección se basa principalmente en la facilidad de encontrar d iversos
proveedores en las distancias más cortas. Se busco por m edio de una herramienta que promedia los precios existentes en el mercado de los materiales [19], en la ferretería CALYPSO que
cuenta con sede en Barranquilla y Valledupar, por ú lt im o, se confirmaron los precios en plataformas de venta como Mercado libre, para las 3 ciudades de los materiales
correspondientes. En la tabla 3 se muestra una comparación de p recios en la s
ciudades, recordando que el envío debe tener un costo adicional hasta el municipio.
Tabla 3. Histórico de datos meteorológicos en Maicao.
De acuerdo con la tabla anterior, se puede determinar que el material más económico es el polietileno, así como la durabilidad de este es mayor en comparación a los otros,
debido a que, el vidrio tiene mayor riesgo de rompimiento por cualquier suceso ajeno a la captación, por otra parte, la lámina de aluminio no permite un moldeamiento idóneo, lo que
dificulta su adaptación en la canaleta y se puede generar un
rompimiento en el material. Con base a esto, se selecciona la película o rollo de polietileno como material para el desarrollo
del proyecto, fundamentado en los estudios realizados y los resultados efectivos presentados con este material que requiere de una baja inversión.
Por otra parte, para el soporte del captador se analizan diferentes alternativas como la madera de aglomerado, madera
sintética y bambú; la principal característ ica que une estos materiales, es el aislamiento térmico, recordando la importancia que se le dio en los estudios al material a isla do
térmicamente [12], recordando que la madera y el ba mbú no son conductores térmicos, a pesar de encontrar mayor economía en la madera, se selecciona el bambú, puesto que en
estudios de captadores de rocío, captadores de niebla y o t ros estudios para recolección de agua por métodos no alternativos
se ha seleccionado este material por su durabilidad, adaptación a las características meteorológicas, se encontraron dos proveedores nacionales sus precios van desde los COP$5000 a
$30000 por guadua de bambú, cabe recalcar que el costo extra está en el envío de la mercancía, sin embargo, se puede llega r a un acuerdo con el proveedor puesto que se necesita el
material para el soporte y uno de un espesor mas bajo para el marco.
Por ultimo las grapas para sujetar el condensador al soporte y la canaleta se recomienda comprarla junto con el rollo de polietileno, permitiendo así un acuerdo con el proveedor en
cuanto a medios de pago y envío. El material de esta no influye debido a que se recubrirá de igual manera con el plástico.
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Fig.8. Materiales en el terreno adecuado
Dando continuidad a metodología, el diseño de los captadores es la etapa de finalización. Luego de tener el lugar y los materiales seleccionados, se procede a la ubicación en el
campo de los captadores. De acuerdo al estudio realizado en La India [12], los captadores planos demostraron dar una eficiencia aceptable para el proyecto, sin embargo, en una
conferencia de Daniel Beynes [20], estudios más recientes han demostrado que aquellos diseños que cuenten con puntas
como una cubeta de huevos tendrán más eficiencia , deb ido a que el rocío tiene mayor recolección en los bordes de la plataforma, pese a esto, la inversión incrementaría por
encontrar un captador de este tipo con los materiales previamente estudiados, de acuerdo con el análisis rea liza do en el diagnóstico del proyecto se evidencio, que la pob lación
tiene vulnerabilidad económica . Es por esto por lo que se analizaron alternativas económicas, en donde su eje viene del
condensador plano. El captador se divide en dos ejes fundamentales:
• Soportes y accesorios del condensador: El soporte es
la parte que resistirá el condensador, su importancia viene del aislamiento térmico que debe tener del suelo para que permita un adecuado enfriamiento del
material, este debe estar anclado al suelo para favorecer la captación. Por otra parte, requiere de una canaleta que transportara el agua recolectada, está por
su parte debe estar recubierto por el material seleccionado para el captador, la función de esta es
transportar el recuro hídrico hasta un recipiente para almacenar el agua, este último puede ser elegido por la comunidad de acuerdo con el fin que le da rán al
agua captada.
• Condensador: Es la parte encargada de la cap tación del agua, el material seleccionado se sujeta por medio
de grapas a los bordes del soporte, debe quedar templado para favorecer la recolección.
En la figura 6 se puede observar un diseño de los captadores,
recordando que en las alternativas previamente estudiadas la s medidas del condensador es de 1mx1m basado en el estud io
realizado para una planta de captación de rocío. [14] Pa ra mayor eficiencia los captadores deberán estar juntos en dos hileras, así como enfrentados, lo que permitirá que compartan
una canaleta. En la imagen se puede observar que es un captador grande, sin embargo, se recomienda realizarlos por separados debido a la eficiencia en los bordes de cada uno.
Fig.9. Plano del diseño de captadores
Por otra parte, en las figuras 7 y 8, se realizó un modelo render simple, que permite un acercamiento a los captadores. Se
puede observar como se deben ubicar en el campo, esta posición favorecerá la recolección.
Fig.10. Diseño de captadores, vista lateral
Fig.11. Diseño de captadores, vista superior De acuerdo con lo anterior, en la figura 11 se puede observar
un diagrama que resume las 3 etapas para mayor entendimiento del desarrollo de la metodología, m uest ra los
principales factores para tener en cuenta, las característ icas críticas para el adecuado funcionamiento de los captadores en el municipio de Maicao. Llevando así a una solución
alternativa para la escasez que vive el municipio, como se mostró en el diagnóstico, las condiciones de vulnerabilida d con las que vive la comunidad, especialmente en la zona rural
son altas, y el impacto que tendría para este como previamente se explicó seria en beneficio del municipio.
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Fig.12. Descripción de las etapas de la metodología.
IV. CONCLUSIONES
Se realizo un análisis por medio de las herramientas árbol del
problema y matriz Vester en donde se desarrolla la
caracterización y priorización de los principales factores que
afectan las importantes fuentes de recurso hídrico de la zona,
llevando a cabo un diagnostico en donde se determinó que el
municipio de Maicao presenta escasez de agua para satisfacer
las necesidades de la comunidad, de igual manera las f uentes
disponibles del recurso hídrico están contaminadas por lo
tanto generan morbilidad a la comunidad y altera las
actividades económicas del municipio como la agricu ltura y
ganadería generando la extracción de carbón como f uente de
economía del departamento posicionando a Colombia como
cuarto exportador del mundo, perjudica no solo cauces y
caudales si no también el aire y suelo, esto junto con la
explotación de hidrocarburos hace que para el municipio sean
no viables las formas de abastecimiento y distribución de agua
tradicionales. Determinando así que la mejor alternativa para
la captación del agua es un método no convencional que capte
el fenómeno llamado rocío.
Por medio de una recolección de alternativas previamente
aplicadas y estudiadas alrededor del mundo, en donde se
determinó que las principales características a tener en cuenta
para un captador ideal en regiones catalogadas como áridas y
semiáridas que presentan problemáticas y vulnerabilidad
frente a la escasez de agua, es principalmente un captador
plano por la fácil adquisición de láminas de los m ateriales a
utilizar, siendo estos últimos evaluados en diferentes fuentes y
por costo beneficio los recomendados son el aluminio y
polietileno. Así mismo, para un adecuado enfriamiento
radiativo recordando que es una de las características
primordiales para la eficiencia del captador, comprobada
teórica y experimentalmente, el condensador debe estar
aislado térmicamente del suelo, de igual manera, existen
condiciones meteorológicas fundamentales para el desarro llo
del captador, teniendo en cuenta las características de la zona
se sabe de temperatura y precipitaciones, adicionales a estas la
emisividad del cielo, humedad relativa, presión atmosf érica,
velocidad del viento y dirección del viento; en donde las
últimas dos tienen influencia en la inclinación del disposit ivo
que debe ser de 30° respecto a la horizontal.
De acuerdo con un análisis realizado, para determinar los
impactos que el proyecto dejara enfocado principalmente a la
comunidad, en este se pudo concluir, que afectan en 3
aspectos fundamentales en el plan de desarrollo municipal. El
primero de ellos es el económico, a pesar de ser, uno de los
municipios con mayor rendimiento económico del
departamento después de Riohacha, presenta afectaciones de
empleabilidad formal, si el proyecto puede tener un apoyo
gubernamental o privado, este puede ayudar principalmente en
trabajo para jóvenes que buscan un prim er acercamien to al
ámbito laboral, los cuales estén interesados en la
investigación, de tal manera que permita mejorar la eficiencia
de los captadores, y en este sentido, aportaría a otro indicador
importante para la alcaldía que es el fomento de la innovación,
debido a la ausencia de proyectos similares en la región . Así
mismo, puede apoyar al campo agrícola, puesto que el a gua
recolectada puede ser utilizada como recurso para el riego.
Por otra parte, el aspecto social se centra en la calidad de vida
de la comunidad, siendo un factor directo a este ind icador la
disponibilidad del recurso hídrico. Los captadores de rocío son
una alternativa no convencional que permitirá mejorar la
calidad de vida, así mismo, será un tema de interés para en tes
gubernamentales, puesto que está en búsqueda de nuevos
proyectos para captación de agua.
Así mismo, en el aspecto ambiental, principalmente el
proyecto reducirá los impactos que tiene la extracción de
pozos subterráneos, protegiendo las cuencas y así mismo
ayudando a las propiedades del suelo para que se recuperen
por sí mismas y de esta manera, ayudar a la revitalización del
recurso.
En el planteamiento de la metodología, para la etapa uno se
llega a la conclusión de que el terreno en el cual se debe
desarrollar el proyecto debe ser a campo abierto, esta es la
principal característica a tener en cuenta, es decir, no deben
estar edificios o torres alrededor de él que no permitan el
adecuado enfriamiento del condensador, luego de la selección
de dicha superficie, se procede a la adecuación de esta, de ser
necesario se podara y fumigara para evitar focos de infección,
de igual manera si existen residuos en el lugar se procede a
realizar una jornada de limpieza, recordando que los residuos
emiten gases que pueden afectar la humedad captada. Así
mismo, se recalca la importancia de incluir a la comunidad en
el proyecto puesto que se genera un sentido de pertenencia a l
explicarle el impacto positivo que tendría para ellos.
Para la elección de proveedores y materiales, se seleccionaron
las tres ciudades con distancias más cortas a Maicao, las
cuales fueron: Barranquilla, Santa Marta y Valledupar, a l ser
ciudades centrales, se tiene oportunidad de buscar proveedores
y negociar en cuanto a métodos y plazos de pago , a sí como
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descuentos. Se estudiaron los materiales recomendados en la s
alternativas analizadas en donde, el material seleccionado para
el condensador es la película o rollo de polietileno por su
adaptabilidad, durabilidad, resistencia y precio; lo que resu lta
coherente con los análisis previamente analizados, la situación
económica en Maicao requiere de alternativas económicas, en
el estudio realizado se pudo observar que la inversión es baja
en comparación a los otros dos materiales. Para el soporte del
captador, el criterio de decisión se baso en la durabilida d de
este, es por esto, que se seleccionó el bambú, este material se
ha usado en otros estudios previamente analizados, Colombia
cuenta con grandes distribuidores en la región del Valle del
Cauca. Por último, las grapas y canaleta se recomienda
negociarlas con los proveedores del plástico para descuentos.
La última etapa, el diseño de los captadores, da la finalización
de la metodología, se realizó un modelo en render en donde
muestra la orientación ideal de los captadores, recordando que
cada condensador debe medir 1mx1m y la canaleta se
recomienda sea de 0.25m, la altura del soporte se podrá dejar a
preferencia, sin embargo, es vital que el ángulo respecto a la
horizontal del marco sea de 30°. Las guaduas de bambú
deberán ir incrustadas en el piso, el marco deberá ser sujetado
con grapas especializadas al soporte y el condensador deberá
ser amarrado por medio de grapas.
La posición de los captadores deberá ser en fila y enfrentados
entre ellos, esto favorecerá la captación y optimizara una
canaleta para toda la línea, es importante que los captadores se
realicen individualmente, puesto que los bordes favorecen la
captación y de realizar uno solo se perderá agua, por último la
comunidad decidirá en que recipiente desea recolectar el agua,
el recurso recolectado se usara para fines agrícolas puesto que
no se ha realizado un estudio en campo que permita
determinar la calidad del agua captada, teniendo f actores en
cuenta como la lluvia acida.
V. REFERENCIAS
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